Keskijännitekaapeleiden osittaispurkauksien mittaaminen VLF-tekniikalla

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Pohjolan Werkonrakennus Oy:lle. Työn tavoite oli tutkia keskijännitekaapelissa tapahtuvia osittaispurkauksia teoreettisesti sekä niille alttiita vikapaikkoja. Lisäksi tavoitteena oli saada tietoa osittaispurkauksien mit-taamisesta VLF-tekniikalla. Työ haluttiin tehdä, koska saksalaiset vaativat tuuli-voimapuistossa jännitekokeen VLF-tekniikalla. Nykypäivänä myös keskijänniteverkkoja kaapeloidaan maahan ja näiden kaapeleiden kuntoa halutaan tutkia. Yrityksen VLF-jännitekoemittariin haluttiin tehdä suomenkieliset pikaohjeet.

Työssä käsiteltiin keskijännitekaapelin rakennetta ja keskijännitekaapelin jat-koissa ja päätteissä tapahtuvia asennusvirheitä. Työssä tarkasteltiin teoreetti-sesti eristeeseen vaikuttavaa sähkökenttää ja sitä, kuinka sähkökenttää ohja-taan keskijännitekaapelin päätteissä ja jatkoissa. Lisäksi työssä tutkittiin keski-jännitekaapelin osittaispurkauksia sekä muita vikoja ja kuinka näitä vikoja mita-taan.

Työn tutkimisessa käytettiin apuna aiheeseen liittyvää alan kirjallisuutta, keski-jännitetarvikkeiden valmistajien ohjeita ja asiantuntijoiden haastatteluja. Tiedonhaku oli haasteellista, koska osittaispurkauksista olevaa kirjallisuutta on vähän suomen kielellä.

Osittaispurkauksista saatiin selville alttiit vikapaikat ja -tyypit. Työssä huomattiin, kuinka kentänohjaus on tarpeellinen keskijännitekaapeissa. Työ antoi käsityksen keskijännitekaapelissa tapahtuvista asennusvirheistä ja siitä, kuinka niitä voidaan tutkia. Työllä saatiin yritykselle tietoutta VLF-mittalaitteista. Yritys sai myös ohjeistuksen siitä, kuinka kaapelille voidaan tehdä laajamittainen kuntotutkimus ja millaisia laitteita tutkimukseen tarvitaan.

This bachelor’s thesis was done for Pohjolan Werkonrakennus Oy. The purpose of this thesis was to theoretically study partial discharges in medium voltage cables, how they developed and where they occur. The thesis wanted to be done, because German’s demanded high-voltage tests using VLF-technique in their wind power station’s cables. Secondly nowadays medium voltage networks are been cabled underground and there has been a desire to investigate the condition of these cables. The company wanted information about measuring partial discharges and also instructions in Finnish to their VLF-high-voltage tester.

This thesis discussed the structure of medium voltage cables and installation errors which occur in these cables. Then it considered electric field of medium voltage cables and how electric field is controlled in joints and cable terminals. In addition the thesis investigated medium voltage cable’s partial discharges and other errors and how to measure these errors.

This thesis used references from literature about electrotechnics, manufactur-er’s manuals and expert interviews. There was only a little knowledge about partial discharges in Finnish literature and that was a small problem.

The company got a Finnish user manual for their VLF-high-voltage tester. They also got lot off information about measuring partial discharges and how condi-tion analysis is made for medium voltage cables. This thesis cleared out how and where partial discharges occur. In this thesis it was also found out what kind of installation errors cause partial discharges and how electric field is split in cable terminals. The company got information how to make a widescale con-dition investigation for medium voltage cables.